山东省巨野县某项目基坑支护设计与施工实践

李正印

摘要：介绍了山东省巨野县某项目基坑支护设计与施工情况，场地地表分布有深厚近期人工填土，周边环境复杂。一地块基坑采用桩锚支护和土钉墙支护配合坑内集水明排的方案。四地块基坑采用上部放坡+桩锚支护和桩锚支护，并设置止水帷幕截水结合基坑内降水井、疏干井的方案。基坑支护取得了良好的效果，保证了工程的顺利实施，为类似工程提供了借鉴。

关键词：桩锚支护；土钉墙支护；止水帷幕截水；降水

拟建工程场地位于山东省菏泽市巨野县，场地地貌单元属冲积平原，地形较平坦，地表绝对高程为41.221m～ 43.891m。场地分布有深厚填土，最深处达12.8m，且场地周边有需要保护建筑，对基坑变形控制要求较高，给支护设计带来很大难度。本文介绍的基坑设计实例，取得了良好的效果，为类似工程提供了借鉴。

1.场地工程地质条件

1.1地层特征及物理力学指标

依据勘察报告，场地地层主要为第四系全新统—上更新统冲积成因的粘性土、粉土组成，地表分布有近期人工填土。场地地层详述如表1。

1.2场地地下水

场地地下水为第四系孔隙潜水，主要补给来源为大气降水，排泄途径为蒸发及人工抽取地下水。勘察期间，测得地下水静止水位埋深10.19m～12.12m，水位绝对标高为31.351m～32.101m，根据地区经验，水位变化幅度约3.0m～5.0m。

1.3周边环境

一地块：基坑北侧为古城街，距离古城街路沿石最近距离13.3m，古城街南侧分布有路灯电缆，埋深约0.8m，距离基坑开挖底边线最近距离12.5m。场地东侧为邮电局家属楼、广播局家属楼、公安局家属楼，距离最近处约9.0m。

四地块：基坑北侧为文庙街，基坑开挖底边线距离文庙街路沿石11.3m～16.5m；场地东侧为永丰街，距离基坑开挖底边线最近处约18.5m；场地东南侧为网通公司办公楼、移动公司办公楼，距离基坑开挖底边线最近处约9.5m；场地南侧为人民路，距离基坑开挖底边线最近处约16.2m。

2.支护结构

一地块开挖深度约6.0m～7.0m，基底标高约36.4m；四地块开挖深度约11.0m，基坑底标高约32.4m，根据开挖范围内地层条件及开挖深度，将其中四地块分为5个支护单元进行支护，一地块分为3个支护单元进行支护，支护段按最不利边界条件进行设计计算。根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）的相关规定，综合考虑基坑开挖深度及周围环境状况，一地块单元二安全等级为三级，单元一（A-C段）、单元三（CD段）安全等级为二级；四地块安全等级为一级。

2.1一地块基坑

（1）单元一（A-C段）、单元三（DE段），下挖深度约7.0m，采用桩锚支护。

支护桩采用灌注桩，桩径800mm，桩間距1.50m，桩身配筋主筋为HRB400，箍筋为HPB300，加强筋为HRB400，桩身混凝土强度为C30，桩主筋保护层厚度50mm。锚索与水平夹角为20°，锚杆孔直径150mm，水平间距1.50m，注浆材料为水泥浆，水灰比0.5，注浆体强度M20，采用二次压力注浆，二次压力注浆应在水泥浆初凝后、终凝前进行，终止注浆的压力不应小于1.5MPa，锚索横向设2根20b槽钢腰梁连接。

基坑桩顶设高600mm×宽1000mm的混凝土冠梁，冠梁混凝土强度C30，配筋主筋为HRB400，箍筋为HPB300，冠梁主筋保护层厚度35mm。

桩间土的防护面层采用喷射混凝土面层，挂网钢筋可采用植筋方法设置，并用C16的横向拉筋与所植钢筋相连，拉筋的竖向间距为2.0m，钢筋网置于斜铁垫板下方，待锚索及腰梁施工完毕后进行喷面。面层钢筋网采用A6.5@250mm×250mm，保护层厚度不小于20mm。喷面砼采用水泥∶中砂∶砾石比例为1∶2∶2，强度C20，喷面厚度不小于50mm。

（2）单元二（CD段，E-A段），挖深度约6.0m，采用土钉墙支护方式，放坡比例均为1∶0.6。

土钉孔直径110mm，杆体材料采用HRB400钢材，土钉与水平面夹角为20°。注浆材料采用水泥浆，水泥为PO42.5MPa，水灰比为0.5，强度M20。面层钢筋网为φ6.5@ 250×250钢筋网，各段喷面砼采用水泥∶中砂∶砾石（不大于2cm，下同）比例为1∶2∶2，强度C20，喷面厚度不小于80mm。

坡顶护坡宽度不小于2.0m。坡顶横向1.5m间距砸入长度1.00m1C16钢筋用以挂网，横向上采用1C16钢筋将土钉相连。

2.2四地块基坑

（1）单元四（I-K段）、单元五（K-M段）、单元六（M-O段）、单元七（OP段），上部3.0m天然放坡，放坡比例1∶1，下部采用桩锚支护，如图1；单元八（P-H段）上部6.0m采用土钉墙支护，放坡比例1∶0.6，下部采用桩锚支护；单元九（H-I段）采用桩锚支护。

支护桩采用灌注桩，桩径800mm，桩间距1.50m，桩身配筋主筋为HRB400，箍筋为HPB300，加强筋为HRB400，桩身混凝土强度为C30，桩主筋保护层厚度50mm。锚索与水平夹角为20°，锚杆孔直径150mm，水平间距1.50m，注浆材料为水泥浆，水灰比0.5，注浆体强度M20，采用二次压力注浆，二次压力注浆应在水泥浆初凝后、终凝前进行，终止注浆的压力不应小于1.5MPa，锚索横向设2根20b槽钢腰梁连接。

基坑桩顶设高600mm×宽1000mm的混凝土冠梁，冠梁混凝土强度C30，配筋主筋为HRB400，箍筋为HPB300，冠梁主筋保护层厚度35mm。

坡顶护坡宽度不小于2.0m，坡顶及天然放坡区的坡面横、纵双向每隔1.5m砸入长度1.0m的1C16钢筋用以挂网。并采用挂网喷射混凝土保护，面层钢丝网采用2mm×50mm×50mm成品钢丝网，喷面砼采用水泥∶中砂∶砾石比例为1∶2∶2，强度C20，喷面厚度不小于50mm。

桩间土的防护面层做法见地块一。土钉孔直径110mm，杆体材料为HRB400钢筋，土钉与水平面夹角为15°，注浆体采用水泥浆，水泥为P.O42.5，水灰比为0.5，强度为M20。土钉在横向上采用1C16钢筋连接，并确保与面层配筋有效连接。面层钢筋网采用A6.5@200mm×200mm，保护层厚度不小于20mm。喷面砼采用水泥∶中砂∶砾石比例为1∶2∶2，强度C20，喷面厚度不小于80mm。

（2）材料：所用材料施工前试验报告验收合格后方可使用，除说明外：水泥—P.O42.5；锚索—s15.2；强度标准值fptk=1860MPa；强度设计值fpy=1320MPa；槽钢—20b。

3.地下水和大气降水控制

一地块开挖深度约6.0m～7.0m，四地块基坑开挖约11m，考虑到丰水期水位上升及对周边环境的影响，应进行降水设计。根据勘察报告地下水主要赋存与第②层填土和③层粉质粘土中，一地块基坑可采用坑内集水明排的降水措施，四地块基坑可采用止水帷幕截水结合基坑内降水井、疏干井降水措施。

一地块基坑采用集水明排进行坑内降水。当土方开挖至相應标高时，沿基坑四周形成以集水井及排水沟（明沟、盲沟）组成的排水系统。明沟及盲沟的坡度均不宜小于0.3%，明沟沟底应采取防渗措施。盲沟在基坑内纵横向布置，盲沟的间距一般取25m～30m左右，内宜采用级配碎石充填。沿排水沟宜每隔30m～50m设置一口集水井，深度一般不小于0.8m，宜优先设置在电梯井处。

四地块基坑采用基坑内四周设置降水井配合坑内疏干井进行降水。①降水井设计：坑内共设置降水井眼（编号JS01-JS50），井间距约15m，井深18.0m，井底控制在基坑底以下7.0m。②内部疏干井设计：坑内共设置疏干井眼（编号SG01-SG23），井间距约30m，井深18.0m，井底控制在基坑底以下7.0m，疏干井位置优先设置在电梯井和后浇带处（该处疏干井井深宜适当加深）。③坑底周边设置300mm×300mm排水沟，必要时可在坑内设置排水盲沟加强排水。④坡顶设置240mm×300mm挡水墙，上翻面层以外一定范围应硬化，且设置i=1%的外倾角度，以防止地表水进入基坑。

4.支护桩施工

（1）支护桩施工应首先保证桩身垂直度，偏差应小于0.5%，桩位的允许偏差应为50mm，桩底沉渣不超过200mm。（2）支护桩成孔过程中如遇塌孔、缩颈等异常情况时，应暂停成孔并及时采取有针对性的措施进行处理，防止继续塌孔；在成孔过程中，如遇到不明障碍物时，应查明其性质，且在不会危害既有建筑物、地下管线、地下构筑物的情况下方可继续进行施工。（3）冠梁施工时，应将桩顶浮浆、低强度混凝土及破碎部分清除。冠梁混凝土浇筑采用土模时，土面应修理整平。

5.施工检测

（1）采用低应变动测桩身完整性，检测桩数不宜少于总桩数的20%，且不得小于5根；当根据低应变动测法判定的桩身完整性为Ⅲ类或Ⅳ类时，应采用钻芯法进行验证，并应扩大低应变动测法检测的数量。（2）锚杆应根据规范进行抗拔承载力检测，检测数量不应少于锚杆总数的5%，且同一土层中的锚杆检测数量不应少于3根；检测试验应在锚固段注浆固结体强度达到15MPa或达到设计强度的75%后进行。（3）止水帷幕的检测应在基坑开挖前或开挖时，检测水泥土固结体的尺寸、搭接宽度；检测点应按随机方法选取或选取施工中出现异常、开挖中出现漏水的部位，检测点的数量不应少于3处。（4）基坑开挖过程中及基坑使用期间，基坑顶部附加荷载不得超过设计要求。基坑开挖后应尽快施工及时回填，以减少坑壁土体暴露时间。合理布置场地内外的排水设施，确保排水设备完好，以保证有效排出基坑内积水。

6.结论

基坑工程是建筑工程的重要部分，基坑支护设计方案的安全可靠关系到整个建筑工程的安全。桩锚支护结构体系稳定性好，安全性能高，对基坑深度大、地层土质条件差、周边环境变形要求较高的基坑工程比较适用，本工程为深厚填土地层中成功应用的案例，取得了良好的社会、经济、环境效益，积累了地区经验，对类似工程有一定的借鉴作用。

参考文献：

[1]刘长胜.青岛某基坑工程支护方案优选设计与基坑变形分析研究[D].青岛理工大学， 2017.

[2]许婷华.青岛沿海地区深基坑支护施工方案优化与质量控制研究[D].中国海洋大学， 2006.

[3]王海峰.某商业综合楼基坑支护设计研究[J].西部资源， 2019（03）： 110-111.